Согласно исследованию, наш мозг — это постоянная машина предсказаний
Теоретики считают, что наш мозг постоянно генерирует неявные предсказания, которые направляют процесс обработки информации. Согласно этой теории, читая или слушая говорящего, мы постоянно пытаемся угадать, каким будет следующее слово. Такие предсказания были замечены при понимании языка, но условия и уровни, на которых эти предсказания обрабатываются, оставались неясными. Сейчас исследователи изучают этот вопрос и показали, что наш мозг спонтанно и постоянно предсказывает язык на нескольких уровнях абстракции.
Для понимания разговорного языка акустические потоки должны быть преобразованы в фонемы и рационализированы. Теоретики предполагают, что мозг использует предсказание для интерпретации этих речевых сигналов. Это похоже на инструменты, которые ваш мобильный телефон автоматически создает для вас, когда вы набираете сообщение. Однако роль предсказания в обработке языка является спорной. Голландские исследователи из Института психолингвистики Макса Планка недавно попытались пролить свет на эти противоречия.
По их мнению, наш мозг является настоящим предсказателем, постоянно сравнивая получаемую сенсорную информацию (изображения, звуки, речь и т.д.) с внутренними предсказаниями. Миша Хилброн, первый автор этого исследования, говорит: «Эта теоретическая идея очень популярна в нейронауках, но существующие доказательства против нее часто косвенные и ограничены искусственными обстоятельствами.» Действительно, большинство исследований в этой области основаны на повторении ключевых визуальных или звуковых паттернов, которые на самом деле не отражают повседневных ситуаций.
Продемонстрировав способность мозга к реальному прогнозированию, Хилброн и его коллеги захотели проверить, может ли то же самое происходить в более естественных условиях, когда мозгу необходимо обрабатывать «неожиданную» информацию. Для этого они проанализировали записи мозга участников, слушавших аудиокнигу (рассказы о Хемингуэе и Шерлоке Холмсе). Параллельно использовалась глубокая нейронная сеть (GPT-2) для точной количественной оценки предсказания контекста. В частности, прослушиваемый текст анализировался для расчета степени непредсказуемости каждого слова.
Читайте также: Исследование показало, что человеческий мозг использует квантовые вычисления
Исследование ученых из Дублинского университета показывает, что мозг имеет много общего с квантовым компьютером. В частности, результаты исследования..
Исследователи обнаружили, что реакции мозга постоянно модулируются языковыми предсказаниями на нескольких уровнях абстракции. Об этом они пишут в своем исследовании. Они также предполагают, что предсказания более высокого уровня (слова) могут информировать предсказания более низкого уровня (фонемы). Это предполагает иерархическую обработку предсказаний.
Так, для каждого слова или звука мозг делает подробные статистические предсказания и очень чувствителен к степени непредсказуемости. Если слово неожиданно в контексте, мозг реагирует сильнее. Как отмечает команда, этот результат не так уж и удивителен. Вероятно, вы уже создавали в своей голове предложения для ораторов, которые говорят медленно или с трудом подбирают слова». Однако мы показали, что это явление постоянно. Наш мозг постоянно угадывает слова. Механизм предсказания работает постоянно», — говорят исследователи.
Исследователи сравнивают наш мозг с программой распознавания речи. Программы распознавания речи основаны на искусственном интеллекте для предсказания и идентификации произносимых слов. Основное различие между ними заключается в том, что мозг не только делает предсказания относительно самих слов, но и может естественным образом предсказывать язык, например, значение и грамматику.
Технологические компании используют эту способность для улучшения инструментов распознавания речи и изображений. Хиллбронн стремится понять эти механизмы предсказания на базовом уровне. Он также изучает, как мозг делает предсказания на основе других типов слуха, таких как зрение и музыка. «Мы хотим понять, как именно он работает, и проверить это в различных ситуациях», — сказал он.
Ларс Макрис, профессор нейронуки в Центре когнитивной нейровизуализации в Глазго, также интересуется визуальными предсказаниями мозга: в 2017 году он и его команда использовали методы визуализации мозга, чтобы нарисовать тот факт, что мозг постоянно предсказывает, что видят наши глаза, и обновляет эти предсказания в зависимости от ситуации. обратил внимание на следующее. Мозг реагирует на каждую ситуацию, используя множество предсказаний, а не с нуля.» [.] «На самом деле мозг — это предиктор, который оптимизирует свои собственные предсказания относительно окружающей среды, на которую он ориентируется», — сказал он в интервью. 2018. Однако даже в этом случае ученые утверждали, что мозг постоянно создает внутренние модели того, что произойдет дальше.
Исследование Хиллбронна раскрывает новые аспекты способности мозга к прогнозированию и предполагает, что он делает это для каждой внешней сенсорной информации, которую воспринимает.
